藥品生產(chǎn)中通氣發(fā)酵設(shè)備通用發(fā)酵設(shè)備

藥品生產(chǎn)裝備技術(shù)課程項(xiàng)目8：藥品生產(chǎn)中生物制藥發(fā)酵分離生產(chǎn)裝備8-2藥品生產(chǎn)中通氣發(fā)酵設(shè)備-通用發(fā)酵設(shè)備

機(jī)械攪拌式————占主導(dǎo)地位常用通氣發(fā)酵設(shè)備

氣升環(huán)流式自吸式鼓泡式等

機(jī)械攪拌通氣發(fā)酵罐：

依靠通入的壓縮空氣和攪拌葉輪實(shí)現(xiàn)發(fā)酵液的混合、溶氧傳質(zhì)、熱量的傳遞。占發(fā)酵罐總數(shù)的

70~80%，所以又稱通用式發(fā)酵罐。例：珠海益力味精廠，630m3的特大型發(fā)酵罐8-2藥品生產(chǎn)中通氣發(fā)酵設(shè)備-通用發(fā)酵設(shè)備如圖：氣升環(huán)流式反應(yīng)器氣液雙噴射氣升環(huán)流反應(yīng)器多層空氣分布式氣升環(huán)流反應(yīng)器8-2藥品生產(chǎn)中通氣發(fā)酵設(shè)備-通用發(fā)酵設(shè)備如圖：8-2藥品生產(chǎn)中通氣發(fā)酵設(shè)備-通用發(fā)酵設(shè)備

人孔視鏡光照燈孔進(jìn)料管（接種管）排氣管壓力表（壓力閥）真空表

冷卻水進(jìn)出管溫度罐體

PH

溶氧取樣管空氣進(jìn)管

電機(jī)皮帶輪傳動(dòng)傳動(dòng)皮帶裝置軸承座軸封√攪拌軸（葉輪）√聯(lián)軸器中間軸承罐內(nèi)冷卻管擋板√底軸承空氣分布器√（消泡器）√罐底放料口（減速電機(jī)）檢測(cè)儀器罐頂8-2藥品生產(chǎn)中通氣發(fā)酵設(shè)備-通用發(fā)酵設(shè)備

1.罐體結(jié)構(gòu)

罐體上的管路越少越好（減小壁厚、防止死角）換熱裝置，可由罐內(nèi)移至罐外，不僅不占發(fā)酵空間（30%），無(wú)菌程度提高，減少附件可減少死角。

罐體攪拌器和擋板主要部件：軸封聯(lián)軸器空氣分布器消泡器8-2藥品生產(chǎn)中通氣發(fā)酵設(shè)備-通用發(fā)酵設(shè)備

1.罐體結(jié)構(gòu)圓柱體、橢圓形或碟形封頭焊接而成，小型用法蘭連接。材料：不銹鋼。承受溫度、壓力要求：1300C，0.25MPa（絕對(duì)）。罐壁厚度：滿足工藝條件（壓力、容積）。8-2藥品生產(chǎn)中通氣發(fā)酵設(shè)備-通用發(fā)酵設(shè)備2.攪拌器和擋板

（1）攪拌器作用：混合、傳質(zhì)、傳熱；使通入的空氣分散成氣泡并與發(fā)酵液充分混合；

使氣泡細(xì)碎以增大氣—液界面，獲得所需溶氧速率；

使細(xì)胞懸浮分散于發(fā)酵體系中，以維持氣—固—液三項(xiàng)的混合與質(zhì)量傳遞；

強(qiáng)化傳熱；

所以，攪拌器的設(shè)計(jì)應(yīng)有足夠的徑向流動(dòng)和適度的軸向運(yùn)動(dòng)。8-2藥品生產(chǎn)中通氣發(fā)酵設(shè)備-通用發(fā)酵設(shè)備（2）攪拌葉輪類型軸向：螺旋槳式徑向：渦輪式螺旋槳式攪拌器特點(diǎn)：軸向混合效果好，剪率低，能耗低。氣液分散功能、攪拌功率較渦輪低。圓盤渦輪式攪拌器特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，攪拌功率高，有良好的氣液分散功能，溶氧速率高。缺點(diǎn)：剪率大，軸向混合差。改善各自攪拌流型缺點(diǎn)依靠擋板2.攪拌器和擋板8-2藥品生產(chǎn)中通氣發(fā)酵設(shè)備-通用發(fā)酵設(shè)備平葉彎葉箭葉造成的剪力輸出的功率溶氧系數(shù)混合效果平葉彎葉箭葉2.攪拌器和擋板8-2藥品生產(chǎn)中通氣發(fā)酵設(shè)備-通用發(fā)酵設(shè)備2.攪拌器和擋板（3）攪拌流型如圖全擋板條件下攪拌流型

六葉渦輪螺旋槳8-2藥品生產(chǎn)中通氣發(fā)酵設(shè)備-通用發(fā)酵設(shè)備2.攪拌器和擋板

（4）擋板作用：

①防止液面中央產(chǎn)生漩渦，

②促使液體激烈翻動(dòng)，增加溶解氧，

③改變液流的方向，由徑向流改為軸向流。

通常設(shè)4—6塊擋板。其寬度為0.1~0.2D，可達(dá)到全擋板條件。

全擋板條件：是指在一定轉(zhuǎn)速下，再增加罐內(nèi)附件，軸功率仍保持不變。豎立的蛇管、列管、排管，也可以起擋板作用。擋板長(zhǎng)度：自液面起至罐底為止。擋板與罐壁之間的有一定的距離。8-2藥品生產(chǎn)中通氣發(fā)酵設(shè)備-通用發(fā)酵設(shè)備

3.軸封作用：使傳動(dòng)的攪拌軸與罐之間密閉，防止泄露、污染雜菌。

采用——雙端面軸封結(jié)構(gòu)：如圖填料函原理端面軸封雙端面軸封8-2藥品生產(chǎn)中通氣發(fā)酵設(shè)備-通用發(fā)酵設(shè)備3.軸封現(xiàn)在好氣性發(fā)酵罐中已不再采用此密封。但是在轉(zhuǎn)速較低的其他設(shè)備中，如味精結(jié)晶鍋、啤酒糖化罐等，仍用填料函軸封做為密封。采用氟橡膠和碳素纖維盤根8-2藥品生產(chǎn)中通氣發(fā)酵設(shè)備-通用發(fā)酵設(shè)備3.軸封端面軸封又稱機(jī)械軸封，機(jī)械密封.系指兩塊密封元件垂直于軸線的光潔而平直的表面上相互貼合，并作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)而構(gòu)成密封的裝置。結(jié)構(gòu)：8-2藥品生產(chǎn)中通氣發(fā)酵設(shè)備-通用發(fā)酵設(shè)備

4.空氣分布器

環(huán)形管式：噴氣孔向下，防止培養(yǎng)液在分布管上滯留，環(huán)管位置在攪拌葉片內(nèi)邊之下。

單管式：管口向下正對(duì)罐底中央，與罐底距離約40mm。噴孔直徑：2~5mm

噴孔總截面積等于空氣分布管的截面積。空氣流速取20m/s左右。為了防止對(duì)罐底的腐蝕，采用補(bǔ)強(qiáng)板

8-2藥品生產(chǎn)中通氣發(fā)酵設(shè)備-通用發(fā)酵設(shè)備5.消泡裝置培養(yǎng)基成分（蛋白質(zhì)等）

泡沫形成因素

攪拌菌體自溶天然油脂、聚醚、

化學(xué)消泡高級(jí)醇、硅酮類、泡敵（聚氧丙烯甘油、消泡聚氧乙烯甘油）等耙式消泡器（罐內(nèi)）機(jī)械消泡旋風(fēng)分布器（罐外）碟片消泡器（罐內(nèi)）

發(fā)酵液